大厚度黄土场地勘察的陷性与抗震评价.ppt

大厚度黄土场地勘察的湿陷性与抗震评价 中国市政工程西北设计研究院 华遵孟 刘若琪 大厚度湿陷性黄土与填土场地 湿陷下限深度大于15~20m、一般地基处理方法难以满足规范和设计要求的Ⅲ～Ⅳ级自重湿陷性土层，可称为大厚度湿陷性黄土或填土。 随着工程建设场地的扩展，大厚度黄土成为当前黄土地区工程建设研究的重点。 一、大厚度湿陷性黄土与填土场地的成因类型 Ⅰ类－黄土塬坪与高阶地工程场地 兰州理工大学彭家坪校区：地面高程－1590～1600 m；时代成因－全新世风积；地质环境－原始地貌未破坏，经历约30年的灌溉；深部地层结构－弱～非湿陷黄土（Q3）厚20m左右，早更新世冲洪积卵石埋深38～48m；湿陷土层下限深度－ 6～25m；湿陷类型与等级－Ⅰ级非自重～ Ⅳ级自重湿陷性。 Ⅱ 类－黄土山前冲洪积平原工程场地 兰大榆中夏官菅校区 ：场地高程1800m左右 ；冲洪积成因；原始地貌未破坏，经历约30年的灌溉；冲洪积碎石与粉土互层，埋深28～34m；Ⅱ ～ Ⅳ级自重湿陷 性。 Ⅲ类－黄土梁峁坡麓区填挖改造工程场地 《四库全书》藏书楼工程：整平后场地高程1800m左右 ；近10～30年分期人工挖填 ；黄土梁峁及冲沟原始地貌已破坏 ；Q2老黄土埋深0～20m，下部为冲洪积卵石及前寒武系变质岩 ；湿陷土层下限深度－ 3～25m ；非湿陷～ Ⅳ级自重湿陷 性。 Ⅳ类－黄土沟谷填挖改造区工程场地 九洲开发区第一看守所 ：整平后场地高程1540m左右 ；近5～20年人工分期挖填 ；原始黄土沟谷地貌已破坏 ；局部分布的黄土3～7m；砂砾层厚2.3～3.5m；第三系砂岩埋深0～28m。；填土厚度5～28m ；Ⅳ级自重湿陷 性。 《四库全书》藏书楼工程 二、大厚度湿陷性黄土与填土场地的工程性质1、大厚度黄土湿陷性质变化的复杂性 原始地形地貌未受破坏的工程场地，一般均属高阶地或黄土梁峁（Ⅰ类及Ⅳ类），多为非农作荒地或旱作农田，呈现大厚度、强湿陷性和大孔隙、低含水量、低压缩性。 随深度增大，含水量变化很小，而孔隙比随深度逐渐减小，湿陷性随深度逐渐减弱的规律性十分明显，深部可见有时代较老的非湿陷性黄土地层。δs≥0.015的湿陷性样品分布连续， 湿陷类型等级与下陷深度在同一地貌单元或场地上变化不大。 经受农业或绿化灌溉后，场地与地基土的工程特性指标变得复杂化：含水量随灌溉时间的长短，已有不同程度的增大；湿陷性样品分布不连续，场地湿陷性已有不同程度退化 ；场地浅部自重湿陷性已明显退化 ；湿陷下限深度与计算总湿陷量、自重湿陷量差别较大； 场地湿陷类型和等级从I级非自重到IV级自重变化很大 ，勘探点间距不足时，湿陷性分区规律性不强。 2、大厚度松散填土自重湿陷变形和压密变形的严重性 当堆填年代较短时，结构松散，湿陷性强烈而又敏感，具有更强的湿陷性和更高的压缩性自重压密固结作用在缓慢进行中，数十年仍不能充分完成； 沟谷填土中含有多量软岩块石时，探井取样困难，其工程性质积累的资料很少，认识不足。 3、勘察工作抗震评价的任务和大厚度黄土场地抗震评价的复杂性 抗震评价对勘察的主要要求： 一是准确确定场地抗震类别，为结构抗震设计和验算提供依据； 二是划分场地与地基土对抗震有利、不利或危险地段，判定场地稳定性和饱和砂土与粉土的液化与震陷等地震效应，为地基抗震措施设计提供依据； 三是调查局部突出地形产生放大作用的地形地质条件，为设计人员考虑选用地震动参数放大系数提供依据； 四是在有活动性构造断裂带通过的场地，查明断裂带位置，并根据区域地质构造基础资料分析断裂性质和对场地的影响，提出建筑物布置调整建议。 3.1场地抗震类别评价中的问题和大厚度黄土场地波速特征图1 兰州市区剪切波速随深度变化散点图 碎石土波速测试统计图 对浅埋大厚度碎石土或软岩不加分析地一律认为是密实、坚硬场地土，以表层覆土厚度作为覆盖层厚度，覆土厚度薄就判定为Ⅰ类场地 。 大厚度黄土场地特征 大厚度黄土场地在地震时的地面运动特征与低阶地有明显不同。一是有效峰值加速度较低阶地大，二是加速度反应谱周期加长,三是波速随深度增长而增大有明显的规律性。不同时代成因黄土的剪切波速随深度增长的幅度不同 ，20m深度范围内的等效剪切波速计算值差别较大 ： 兰州理工大学西校区（判为Ⅱ类场地） 兰州市殡仪馆（判为Ⅲ类场地） 3.1场地抗震类别评价中的问题和大厚度黄土场地波速特征 大厚度场地抗震类别判定时 ，准确判释剪切波速和准确确定覆盖层厚度至关重要。目前对大厚度场地的抗震类别的认识还不够深入，需要继续加强波速测试；相比而言，面波法是比较简便、容易实施的方法今后，应加强大厚度黄土场地的波速测试，特别是深钻孔测试资料的积累和与面波法测试资料的对比，研究提高